tema 4 frana disc

44.. FRFRÂNA DISCÂNA DISC

1Prof.dr.ing. Ciobotaru Ticușor

1. INTRODUCERE

AVANTAJE

1. condiții mai bune de preluare și evacuare a căldurii –discurile au o suprafață mare de contact cu mediu,prezintă condiții mai bune de ventilare, permit soluțiieficiente de îmbunătățire a regimului termic;

2. asigură o repartiție mai uniformă a presiunii în cuplade fricțiune – rezultă uzura uniformă, utilizarea maibună a materialului de fricțiune și soluții mai eficientede control al jocului dintre disc și garnitura defricțiune;

3. forma plană a suprafeței de contact permite utilizareaunor materiale cu caracteristici superioare;

4. prezintă o sensibilitate mai scăzută față de variațiacoeficientului de frecare;

2

1. condiții mai bune de preluare și evacuare a căldurii –discurile au o suprafață mare de contact cu mediu,prezintă condiții mai bune de ventilare, permit soluțiieficiente de îmbunătățire a regimului termic;

2. asigură o repartiție mai uniformă a presiunii în cuplade fricțiune – rezultă uzura uniformă, utilizarea maibună a materialului de fricțiune și soluții mai eficientede control al jocului dintre disc și garnitura defricțiune;

3. forma plană a suprafeței de contact permite utilizareaunor materiale cu caracteristici superioare;

4. prezintă o sensibilitate mai scăzută față de variațiacoeficientului de frecare;

1. INTRODUCERE

AVANTAJE

5. uzura uniformă a plăcuței de frână permite reducereajocului față de disc, reducându-se astfel timpul derăspuns al frânei;

6. se asigură momente de frânare egale pentru ambelesensuri de rotire a discului;

7. solicitări mecanice și termice cu uniformitate maimare;

8. sisteme simple pentru reglarea automată a jocului;9. volum mai redus de lucrări de mentenanță.

3

5. uzura uniformă a plăcuței de frână permite reducereajocului față de disc, reducându-se astfel timpul derăspuns al frânei;

6. se asigură momente de frânare egale pentru ambelesensuri de rotire a discului;

7. solicitări mecanice și termice cu uniformitate maimare;

8. sisteme simple pentru reglarea automată a jocului;9. volum mai redus de lucrări de mentenanță.

1. eficacitate mai redusă;

2. solicitări termice mai mari pentru garniturile de

fricțiune și lichidul de frână;

3. dificultatea realizării frânei de staționare sau de

siguranță cu o eficacitate suficientă.

DEZAVANTAJE

1. INTRODUCERE

4

1. eficacitate mai redusă;

2. solicitări termice mai mari pentru garniturile de

fricțiune și lichidul de frână;

3. dificultatea realizării frânei de staționare sau de

siguranță cu o eficacitate suficientă.

A. În funcție de construcția etrierului

2. Clasificări, tipuri constructive

5a)cu ertier fix; b)cu etrier flotant;

B. În funcție de construcția discului

2. Clasificări, tipuri constructive

•disc simplu (solid, monobloc), Fig. A;

•disc ventilat Fig. B, soluție careasigură condiții mai bune de evacuarea căldurii.

B. În funcție de structura sistemuluide acționare

6

B. În funcție de structura sistemuluide acționare

•acționare hidraulică•acționare pneumo – mecanică•acționare electro – mecanică.

3. Calculul momentului de frânare al frânei disc

erir

dA

d

d

N N

7

Aria elementului

Forța de frânare

Momentul de frânare

d d dA d dfF N

d df fM F

Momentul de frânare

2 2d d d de

i

r

f f f

r

M p n p n

3 32

3f f e iM p n r r

2 2e i

N Np

A r r


8

2 2e i

N Np

A r r

3 3

2 2

2

3e i

f g f g f me i

r rM N n N n r

r r

3 3

2 2

2

3e i

me i

r rr

r r

Momentul de frânare3 3

2 2

2

3e i

me i

r rr

r r

1

2m e ir r r

Valori recomandate

0,60...0,75e

i

r

r

2 45...50 f f mM N n r


9

Ecuația de echilibru a garniturii de fricțiune0gS N N

1

SN

0,05...0,10

1f m f

e e

M r nE

S r r

Coeficientul de eficacitate

Ecuația de echilibru a garniturii

de fricțiune0gS N N

1 g

SN


Sg N

g N g N

10

0,05...0,10

1f g m f

e g e

M r nE

S r r

Coeficientul de eficacitate

S

N

mg f

e

rE n

r

Valori recomandate pentru coeficientul de frecare


Materiale fără azbest (Europa): 0,45…0,55Materiale fără azbest (SUA, Japonia): 0,35…0,40Semi-metalice: 0,35…0,40Metalice sinterizate: 0,25…0,35

Aceste valori sunt orientative și sunt valabile pentrucalcule preliminare.

Valorile exacte depind de temperatură și de altevariabile de material.

Aceste valori sunt orientative și sunt valabile pentrucalcule preliminare.

Valorile exacte depind de temperatură și de altevariabile de material.

11

Valori recomandate pentru coeficientul de frecare


Codificarea coeficientului de frecare, măsuratconform metodei din SAE J661a

Codul clasei Coeficientul de frecare

C

D

E

F

G

H

sub 0,15

0,15…0,25

0,25…0,35

0,35…0,45

0,45…0,55

peste 0,55

utilizate

12

Exemple de dimensiuni


Tip An Masă,kg

Greutatedisc,

kg

Ariedisc,cm2

Arieplăcuță,

cm2

Volum,plăcuță,

cm3

SUV A1996 2531 7,0 793 141 2212002 2740 8,7 799 202 226

LightTruck A

1997 2700 6,6 756 78,8 111

13

LightTruck A

1997 2700 6,6 756 78,8 1112003 2721 8,7 822 91,9 133

LightTruck B

1997 2948 8,5 830 217 2352004 3719 11,7 971 178 332

LightTruck C

1994 2903 9,0 806 - 1022002 3091 11,4 964 - 146

Verificarea presiunii medii

4. Verificarea frânei disc

3 3

3

2f

med

g f e i

Mp

n r r

7 MPamedp

12 MPamedp

Verificarea lucrului mecanic de frecare

Verificarea puterii specifice de frânare

14

Verificarea puterii specifice de frânare

maxa

f

GP a v

g max

asp f

f

GP a v

g A

27,35...9,56 MW/mspP

220 MW/mspP

Verificarea încărcării specifice a garniturii de fricțiune


Verificarea încărcării specifice a garniturii de fricțiunea

spf

Mq

A

35...100 MPaspq

Verificarea termică temperatura discului2 21 2( )

2 2j a

thR R R

G v vT

g c v

în care: j– coeficientul de repartiție a forței de frânare la puntea j; Ga – greutateaautovehiculului, în N; v1 – viteza inițială, în m/s; v2 – viteza finală, în m/s; R –densitatea materialului, în kg/m3; cR – căldura specifică a materialului, în J/kgK;vR – volumul în m3, temperatura rezultând în Kelvin.

15

în care: j– coeficientul de repartiție a forței de frânare la puntea j; Ga – greutateaautovehiculului, în N; v1 – viteza inițială, în m/s; v2 – viteza finală, în m/s; R –densitatea materialului, în kg/m3; cR – căldura specifică a materialului, în J/kgK;vR – volumul în m3, temperatura rezultând în Kelvin.

-dimensionarea discului este satisfăcătoare pentrumajoritatea autoturismelor;

- autoturismele de clasă superioară mai posedă ocapacitate de frânare satisfăcătoare;

- situație ce trebuie evitată; se impune redimensionareafrânei.

500 F (227 C)thT

500...600 F

(227...327 C)thT

600 F (327 C)thT

Calculul termic simplificatSe realizează cu aceleași relații de calcul, particularizate la dimensiunilediscului

Coe

ficie

ntul

defre

care


16Temperatura discului [˚C]

Coe

ficie

ntul

defre

care

Termic stabil Critic

Construcție

Construcția frânelor cu disc cu etrier

fix:

1-disc neventilat;

2-ventil de aerisire;

3-manson de protecție;

4-garnitura de etanșare;

5-piston;

6-camera de presiune;

7-placuța cu garnitura de fricțiune;

8-știft de ghidare pentru plăcuțe

5. Construcția frânei disc

17


fix:

1-disc neventilat;


3-manson de protecție;

4-garnitura de etanșare;

5-piston;

6-camera de presiune;

7-placuța cu garnitura de fricțiune;

8-știft de ghidare pentru plăcuțe

Clasificare


flotant:

1-disc autoventilat;

2-portetrier;

3-etrier;

4-placuta cu garnitura de frictiune;

5-stift de ghidare pentru placute;

6-arc de mentinere a etrierului pe

portetrier;


8-piston.


18


flotant:

1-disc autoventilat;

2-portetrier;

3-etrier;

4-placuta cu garnitura de frictiune;

5-stift de ghidare pentru placute;

6-arc de mentinere a etrierului pe

portetrier;


8-piston.

Construcție etrier

PistonManșeta

deprotecție

Garni-tura

Plăcuțainterioară

Plăcuțaexterioară

CapacAerisitor

Bolțfiletat


19

Etrier Bucșe

Construcție etrier


20

Construcție etrier


N

S

g N g N

g N

t

c

L

Distribuția variabilă a presiunii

1,3max medp p

21

Construcție etrier

Frânele cu disc de tipdeschis nu posedă efectservo și au o eficacitateredusă


22

Frânele cu disc de tipdeschis nu posedă efectservo și au o eficacitateredusă

•se mărește presiunea din conducte de circa 2 ori;•diametrele pistoanelor de acționare sunt de 2…2,5ori mai mari față de frânele cu tambur;•se utilizează mai mulți cilindri de acționare cudiametre mai mici pentru a nu reduce diametrulmediu al discului si pentru a putea folosi plăcuțe cusuprafete mai mari.

Clasificarea tipurilor de discuri

Disc neventilat5. Construcția frânei disc

23

Disc ventilat


Disc ventilat


24


Disc ventilat


25


Disc ventilatDisc ventilat pentru autocamioane siautobuze cu elemente prismatice inzona de autoventilare;

•se reduce nivelul vibrațiilor;•masa scade cu 7…10%;•creste durata de exploatare


26



Disc ventilat


Disc ventilat pentru autocamioane siautobuze cu elemente prismatice inzona de autoventilare;


27


Plăcuțele de frână


28

Plăcuțele de frână


29

Reglarea jocului


30

Acționarea pneumo-hidraulică


31

Acționarea pneumo-hidraulică


32

Acționarea frânei de mână


33

Acționarea frânei de mână


34Joc

P

S

Aer subpresiune

tema 4 frana disc

Documents